Aula 2: Tipos de Canais e Regimes de Escoamento, Notas de aula de Hidráulica

Baixe Aula 2: Tipos de Canais e Regimes de Escoamento e outras Notas de aula em PDF para Hidráulica, somente na Docsity!

HIDRÁULICA II

Prof. Esp. Eng. Anderson Novaes dos Santos

HIDRÁULICA II Tipos de Canais e Escoamento (Classificação), Parâmetros Hidráulicos de Canais Prof. Esp. Eng. Anderson Novaes dos Santos

Escoamento em Conduto Forçado: O escoamento em pressão ou forçado ocorre no interior das tubulações, ocupando integralmente sua área geométrica, sem contato com o meio externo. A pressão exercida pelo líquido sobre a parede da tubulação é diferente da atmosférica e qualquer perturbação do regime, em uma seção, poderá dar lugar a alterações de velocidade e pressão nos diversos pontos do escoamento, mas sem modificações na seção transversal. Tal escoamento pode ocorrer pela ação da gravidade ou através de bombeamento.

Escoamento – Diagramas de Energia: z = cota de posição em relação ao “datum” ou nível de referência y = carga piezométrica (carga de pressão do fluído) ou altura da lâmina d’água V²/ 2 g = energia cinética (onde V = velocidade e g = aceleração da gravidade - 9 , 8 m/s²) hf = perda de carga Conduto Forçado Conduto Livre (Canal)

Outros Exemplos:

Outros Exemplos:

Permanente: Q(t) = cte., y(t) = cte. A Vazão (Q) é Constante A Profundidade (y) do Canal é Constante

Tipos de Escoamento em Função da Variação ao Longo do Tempo:

Variável (não Permanente): Q = f (t), y = f (t) A Vazão (Q) é variável em função do Tempo A Profundidade (y) do Canal é variável em função do Tempo

Tipos de Escoamento em Função da Variação ao Longo do Espaço:

Uniforme: O escoamento ou regime é uniforme desde que as velocidades locais sejam paralelas entre si e constantes ao longo de uma mesma trajetória. As trajetórias são retilíneas e paralelas, a linha d’água é paralela ao fundo.

• A lâmina d’água (y) é constante.
• Pode ser Permanente Uniforme;
• Permanente Não Uniforme (quase impossível)

Tipos de Escoamento em Função da Variação ao Longo do Espaço:

Tipos de Escoamento em Função do Regime de Escoamento:

• Variando A Viscosidade do Líquido e Rugosidade da Superfície: Laminar, de Transição ou Turbulento.

Laminar

Turbulento

Transição

Tipos de Escoamento em Função do Regime de Escoamento:

• Variando Velocidade pelo efeito da Gravidade: Supercrítico: regime rápido, onde as ondas de superfície podem fluir apenas para jusante, porque a sua celeridade à montante (-w) é menor que a velocidade média do fluxo (u); Crítico: Regime crítico, onde as ondas superficiais (perturbações) permanecem estacionárias, porque a sua celeridade absoluta (w) é igual à velocidade média do fluxo (u); Subcrítico: Regime lento, onde as ondas de superfície (perturbações) podem fluir para a montante, porque a sua celeridade à montante (-w) é maior que a velocidade média do fluxo (-u).
• O regime lento é influenciado por condições de

fronteira a jusante;

• O regime rápido é influenciado só por condições de

fronteira a montante!

Escoamento Sub

Crítico (LENTO)

Escoamento Sub

Crítico (LENTO)

Escoamento

Super Crítico

(RÁPIDO)

Escoamento

CRÍTICO

Tipos de Canais e Canalizações

Função e Objetivo dos Canais:

Transporte de água: abastecimento, drenagem, esgotamento, compatibilizando necessidade com disponibilidade. Transporte pelas água: Hidrovias, assegurando profundidades. Características dos Canais - Seções:

Tipos de Canais e Canalizações Características dos Canais – Origem: Canais Naturais A superfície livre pode variar no espaço e no tempo, consequentemente os parâmetros hidráulicos (profundidade, largura, declividade, etc.) também podem variar; Apresentam grande variabilidade na forma e rugosidade das paredes.